package day06;

/**
 * 在一个数组中，任何一个前面的数a，和任何一个后面的数b，如果(a,b)是降序的，就称为降序对
 * 给定一个数组arr，求数组的降序对总数量
 */
public class Code03_ReversePair {

    public static int reverPairNumber(int[] arr) {
        if (arr == null || arr.length < 2) {
            return 0;
        }
        return process(arr, 0, arr.length);
    }

    // arr[L..R)既要排好序，也要求逆序对数量返回
    // 所有merge时，产生的逆序对数量，累加，返回
    // 左 排序 merge并产生逆序对数量
    // 右 排序 merge并产生逆序对数量
    public static int process(int[] arr, int l, int r) {
        if (r - l < 2) {
            return 0;
        }
        int mid = l + ((r - l) >> 1);
        return process(arr, l, mid) + process(arr, mid, r) + merge(arr, l, mid, r);
    }

	/**
	 * 将 [begin, mid) 和 [mid, end) 范围的序列合并成一个有序序列
	 * 将 两个个数相差不大的有序的序列 合成  一个有序的序列
	 */
	public static int merge(int[] arr, int begin, int mid, int end) {
		int li = 0, length = (end - begin) >> 1;
		int ri = mid, re = end;
		int ai = begin;
		int[] leftArray = new int[(end - begin) >> 1];
		int res = 0;
		// 备份左边数组
		for (int i = 0; i < length; i++) {
			leftArray[i] = arr[begin + i];
		}

		while (li < length && ri < re) {
			if (leftArray[li] <= arr[ri]) {
				arr[ai++] = leftArray[li++];
			} else {
				res = res + (length-li);
				arr[ai++] = arr[ri++];
			}
		}
		while (li < length) {
			arr[ai++] = leftArray[li++];
		}
		while (ri < re) {
			arr[ai++] = arr[ri++];
		}
		return res;
	}

    // for test
    public static int comparator(int[] arr) {
        int ans = 0;
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) {
                if (arr[i] > arr[j]) {
                    ans++;
                }
            }
        }
        return ans;
    }

    // for test
    public static int[] generateRandomArray(int maxSize, int maxValue) {
        int[] arr = new int[(int) ((maxSize + 1) * Math.random())];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            arr[i] = (int) ((maxValue + 1) * Math.random()) - (int) (maxValue * Math.random());
        }
        return arr;
    }

    // for test
    public static int[] copyArray(int[] arr) {
        if (arr == null) {
            return null;
        }
        int[] res = new int[arr.length];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            res[i] = arr[i];
        }
        return res;
    }

    // for test
    public static boolean isEqual(int[] arr1, int[] arr2) {
        if ((arr1 == null && arr2 != null) || (arr1 != null && arr2 == null)) {
            return false;
        }
        if (arr1 == null && arr2 == null) {
            return true;
        }
        if (arr1.length != arr2.length) {
            return false;
        }
        for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
            if (arr1[i] != arr2[i]) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

    // for test
    public static void printArray(int[] arr) {
        if (arr == null) {
            return;
        }
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + " ");
        }
        System.out.println();
    }

    // for test
    public static void main(String[] args) {
        int testTime = 500000;
        int maxSize = 100;
        int maxValue = 100;
        System.out.println("测试开始");
        for (int i = 0; i < testTime; i++) {
            int[] arr1 = generateRandomArray(maxSize, maxValue);
            int[] arr2 = copyArray(arr1);
            if (reverPairNumber(arr1) != comparator(arr2)) {
                System.out.println("Oops!");
                printArray(arr1);
                printArray(arr2);
                break;
            }
        }
        System.out.println("测试结束");
    }

}
